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近年来,电还原法处理氯代有机物,因脱氯效率高、操作简便、环境友好等优点,引起了研究者的广泛重视。本论文选用不同微结构表面的碳材料（活性炭纤维、石墨、多壁碳纳米管）作为电极负载Pd催化剂,用于电催化还原脱氯处理水中典型的难降解多氯代有机污染物（五氯苯酚为例）。主要开展了以下几个方面的工作: 利用电化学法,制备了负载Pd催化剂的活性炭纤维（ACF）电极,并将其用于五氯苯酚（PCP）的吸附和电催化还原降解过程。扫描电镜（SEM）分析表明,Pd催化剂在活性炭纤维上分散均匀。通过吸附实验,得出Pd/ACF电极对水溶液中的PCP具有高的吸附速率和吸附容量。在恒电流模式下,Pd/ACF电极对被吸附的PCP具有很好的去除效率和电流效率,但Pd/ACF电极稳定性较差。通过GC/MS降解产物分析表明,PCP降解途径是逐步脱氯,最终完全脱氯降解为苯酚。 采用化学气相沉积法（CVD）和电化学法,在石墨基体上制备了负载Pd催化剂的多壁碳纳米管（MWCNTs）膜电极;SEM、透射电镜（TEM）、X-射线衍射（XRD）和BET比表面积分析表明,碳纳米管的管外径为40～60nm左右,比表面积为54m2/g;Pd催化剂在MWCNTs上分布均匀,平均粒径约为13nm左右。以PCP为目标物研究了Pd/MWCNTs/石墨电极的电催化还原性能。结果表明,在恒电压模式下,Pd/MWCNTs/石墨电极对低浓度PCP有很好的去除效果和电流效率,且电极稳定性较好。 动力学研究表明,PCP在Pd/MWCNTs/石墨电极上的反应过程符合准一级反应动力学。系统地考察了温度、阴极电解质浓度、催化剂含量、阳极电解质浓度、偏压对电催化还原PCP反应动力学过程的影响,并建立了相应的动力学模型。此模型对电催化还原PCP反应具有很好的预测功能。 线性伏安法和GC/MS分析表明,PCP在P MWCNTs/石墨电极上的降解机理为电催化加氢过程。降解途径是PCP逐步加氢脱氯为苯酚;苯酚进一步加氢降解为环己酮。 研究并比较了负载Pd的不同微结构表面碳电极（Pd/石墨、Pd/ACF和Pd/MWCNTs/石墨）对PCP的处理效果,得出在Pd/石墨、Pd/ACF和Pd/MWCNTs/石墨电极上,PCP的电催化还原反应速率常数分别为0.0092min-1、0.0141min-1和0.0153min-1。降解产物分析表明,Pd/MWCNTs/;石墨电极对PCP脱氯效果和催化加氢产生环己酮的活性优于Pd/ACF和Pd/石墨电极。此外,Pd/石墨和Pd/MWCNTs/石墨电极具有较好的稳定性,而Pd/ACF电极稳定性较差。 比较了在Pd/石墨、Pd/MWCNTs/石墨和Pd/ACF电极上不同氯苯酚的处理效果,结果表明随着氯原子取代基数目的增加,反应速率变慢。不同氯苯酚反应速率常数由高到低顺序为:4-氯苯酚>2.4-二氯苯酚>PCP。